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S. Braun, A. Kluwick:
"Über den Einsatz asymptotischer Methoden zur Untersuchung transitionaler Ablöseblasen in Grenzschichtströmungen und deren aktiver Beeinflussung";
Talk: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2005, Friedrichshafen/DE; 2005-09-26 - 2005-09-29; in: "DGLR Jahrbuch 2005", Vol. I/II (2005), ISSN: 0070-4083; Paper ID DGLR-JT2005-114, 10 pages.

Jüngere Entwicklungen bei Tragflügel- und Rotorblattkonstruktionen berücksichtigen in zunehmendem Maße die Anwendung intelligenter Strukturen (smart structures) für die aktive Beeinflussung von Strömungszuständen (flow control). Im wesentlichen wird darunter ein Zusammenwirken von Sensoren, Aktuatoren, Echtzeitregel- und Datenverarbeitungssystemen und die Verwendung neuartiger Materialien verstanden. Dabei angestrebte Ziele sind u.a. eine Erhöhung der Manövrierfähigkeit, die Verminderung des Strömungswiderstandes bzw. der strömungsinduzierten Schallabstrahlung von Fluggeräten. Der effiziente (optimale) Einsatz der z.T. aufwendigen Einrichtungen setzt eine möglichst genaue Kenntnis der zugrunde liegenden Strömungsverhältnisse und deren Beeinflussbarkeit voraus. Diese können durch praktische Versuche, numerische Rechnungen (`Simulationen') oder, wie im vorliegenden Fall, durch theoretische Überlegungen gewonnen werden. Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang lokal abgelöste Grenzschichtströmungen, wie sie beispielsweise bei schlanken, hinreichend stark angestellten Tragflügelprofilen an der Saugseite im Vorderkantenbereich, bei zurückspringenden (ausgerundeten) Stufen und Kanälen mit Absaugung an einer Kanalwand angetroffen werden können. Letztere Konfiguration bietet sich wegen ihrer einfachen Geometrie vor allem für die Untersuchung mit direkter numerischer Simulation (DNS) an. Die beobachteten laminaren Ablöseblasen reagieren sehr empfindlich auf Störungen, die in der Anströmung (free stream turbulence), in Form von akustischen Wellen (acoustic noise), Strukturvibrationen und Oberflächenrauhigkeiten (z.B. Verunreinigungen) praktisch immer vorhanden sind. Eine bekannte Folge ist der induzierte Umschlag der laminaren Grenzschichtströmung im Bereich der Ablöseblase. Diese stark lokal ausgeprägte Sensibiliät der Grenzschichtströmung kann im Gegenzug dazu benützt werden, um mit relativ einfachen Maßnahmen wie lokaler Grenzschichtabsaugung und/oder Oberflächendeformation wirksame Strategien zur aktiven Beeinflussung des Transitionsverhaltens zu erhalten. Hierbei stellt sich die Frage, wie die typischen Kontrollparameter wie z.B. Höhe bzw. Absaugrate, Länge und Lage einer Oberflächendeformation bzw. Grenzschichtabsaugeinrichtung gewählt werden müssen, um den gewünschten Effekt erzwungener Transition (Turbulator) oder die Vermeidung des laminar/turbulenten Umschlages optimal zu bewirken. Wie mit Hilfe der Methode der angepaßten asymptotischen Entwicklungen für Strömungen hoher Reynolds-Zahlen (der Theorie wechselwirkender Grenzschichten) gezeigt werden kann, lassen sich die oben beschriebenen Fragestellungen im Falle laminarer Strömungen, auf die sich die folgenden Betrachtungen beziehen, weitgehend unabhängig von der konkreten Strömungssituationen über Ähnlichkeitsgesetze ausdrücken, die vergleichsweise geringen numerischen Rechenaufwand erfordern. Insbesondere können genaue Angaben über das Stabilitätsverhalten von laminaren Ablöseblasen in Abhängigkeit der Kontrollparameter (Profilanstellwinkel, Absaugrate, etc.) und Optimierungskriterien für die Auslegung von Einrichtungen zur Beeinflussung der lokal abgelösten Grenzschichtströmung angegeben werden. Darüber hinaus gewähren die mit Hilfe dieser Methode gewonnenen Ergebnisse detaillierte Einblicke in lokale Strömungseigenschaften wie z.B. die Bildung von charakteristischen Wirbelstrukturen, die dem Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung vorausgeht.

http://aleph.ub.tuwien.ac.at/F?base=tuw01&func=find-c&ccl_term=AC05936661